Урок биологии по теме "Биосфера. Среды жизни. Круговорот веществ в природе"

Разделы: Биология, Экология

Цель урока:

  • развить у учащихся представление о биосфере не только как об оболочке планеты, заселенной живыми организмами, но и о сфере, возникшей и развивающейся в результате жизнедеятельности организмов;
  • развить знания учащихся о средах обитания живых организмов;
  • сформировать представления о круговороте веществ в биосфере.

Задачи урока:

  • Развить знания учащихся о биосфере и средах обитания живых организмов.
  • Сформировать у учащихся знания о биогеохимических циклах и роли живых организмов в поддержании круговорота биогенных элементов, научится применять их практически.
  • Закрепить первоначальные знания о биосфере, средах жизни и биогеохимических циклах.
  • Сформировать чувство патриотизма и уважения к русским ученым (на примере В.И. Вернадского).
  • Формирование умений анализировать, сравнивать, обобщать и систематизировать, прививать коммуникативные навыки.
  • Отработать умение учащихся работать с текстом учебника.
  • Формирование у учащихся научного мировоззрения.

Методы и приемы обучения: словесные (рассказ учителя с элементами беседы), наглядные (компьютерная презентация).

Оборудование: интерактивная доска, компьютер, мультимедийный проектор.

Структура урока: занятие рассчитано на два академических часа (при модульной системе обучения).

Основные понятия: биосфера, геосфера, среды жизни, адаптация, биогенные элементы, биогеохимический цикл.

Краткий план занятия.

  1. Организационный момент.
  2. Постановка целей урока.
  3. Актуализация знаний и постановка проблемы.
  4. Изучение нового материала.
  5. Самостоятельная работа учащихся на уроке.
  6. Обобщение знаний, итоги урока, оценки.
  7. Закрепление знаний (выходной контроль).
  8. Домашнее задание.

Конспект урока.

1. Организационный момент. Постановка целей урока. Актуализация знаний и постановка проблемы.

Пояснение цели урока, его место в изучаемой теме, особенности проведения. Актуализация знаний, основных терминов и понятий, связанных с темой урока: биосфера, геосфера, среды жизни, адаптация, биогенные элементы, биогеохимический цикл.

2. Изучение нового материала.

Рассказ учителя с элементами беседы.

Понятие биосферы. Все природные экосистемы (биогеоценозы) связаны между собой и вместе образуют живую оболочку Земли, которую можно рассматривать как самую большую экосистему. Оболочку Земли – ее сушу, воды и окружающее воздушное пространство, населенное живыми существами, называют биосферой, т. е. сферой жизни.

В эру научно-технического прогресса особое значение приобретают знания о жизненных процессах на Земле в целом. Важную роль в этих процессах играют живые организмы. За миллиарды лет, прошедшие с момента образования нашей планеты, они наполнили атмосферу кислородом и азотом, очистили ее от углекислого газа, сформировали отложения известняка, нефти, природного газа. В процессе эволюции на Земле образовалась особая оболочка – биосфера (греч. bios “жизнь”). Этот термин первым ввел в 1875 году Эдуард Зюсс, а учение о биосфере было создано в 1926 году Владимиром Вернадским. В основе учения Вернадского лежат представления о планетарной геохимической роли живого вещества и о самоорганизованности биосферы.

<Владимир Вернадский (сообщение учащегося, заранее подготовленное) – материал энциклопедии. См. Приложение1>

Итак, ребята, биосфера, по Вернадскому, – земная оболочка, область существования живого вещества. Она включает в себя не только живые организмы, но и измененную ими среду обитания (кислород в атмосфере, горные породы органического происхождения и т.п.).

Биосфера является одной из геологических оболочек Земли или геосфер. На Земле также различают литосферу – твердую наружную оболочку Земли, состоящую из осадочных пород и расположенных под ними гранитов и базальтов, гидросферу, включающую в себя все океаны, моря, озера и реки, и атмосферу – газовую оболочку Земли. В состав биосферы входят верхние слои литосферы, нижний слой атмосферы (тропосфера) и вся гидросфера, связанные между собой сложными круговоротами веществ и энергии. Нижний предел жизни на Земле (до глубины 3 км) ограничен высокой температурой земных недр, верхний предел (20 км) – жестким излучением ультрафиолетовых лучей (все, что находится на высоте ниже 20 км, защищено от губительного излучения двадцатикилометровым озоновым слоем). Тем не менее, на границах биосферы можно найти, в основном, лишь микроорганизмы (обычно в виде спор); наибольшая же концентрация биомассы наблюдается у поверхности суши и океана, в местах соприкосновения оболочек. Организмы, составляющие биосферу, обладают поразительной способностью к размножению и распространению по планете.

Совокупная биомасса Земли составляет примерно 2,4 * 1012 т (около 0,01 % массы всей биосферы). 97 % из этого количества занимают растения, 3 % – животные. В настоящее время на Земле известно несколько миллионов видов живых организмов.

Биосфера играет важную роль в распределении энергетических потоков на Земле. В год до Земли доходит около 1024 Дж солнечной энергии; 42 % из нее отражается обратно в космос, а остальное поглощается. Другим источником энергии является тепло земных недр. 20 % энергии переизлучается в мировое пространство в виде тепла, 10 % расходуется на испарение воды с поверхности Мирового океана. Зеленые растения преобразуют в процессе фотосинтеза около 1022 Дж в год, поглощают 1,7 * 108 т CO2, выделяют около 11,5 * 107 т кислорода и испаряют 1,6 * 1013 т воды. Исчезновение растений привело бы к катастрофическому накоплению углекислоты в атмосфере, и через сотню лет жизнь на Земле в ее нынешних проявлениях погибла бы. Наряду с фотосинтезом в биосфере происходит почти такое же по масштабам окисление органических веществ в процессах дыхания и разложения.

Биосфера – продукт эволюции Земли. Живое вещество играет огромную роль в развитии нашей планеты. К такому выводу пришел Вернадский, исследовав состав и эволюцию земной коры. Он доказал, что они не могут быть объяснены лишь геологическими причинами, без учета роли живого вещества в геохимической миграции атомов.

Жизненные среды. В пределах биосферы можно выделить четыре основных среды обитания. Это водная среда, наземно-воздушная среда, почва и среда, образуемая самими живыми организмами.

3. Самостоятельная работа учащихся на уроке.

Самостоятельная работа учащихся с учебником.

Заполнение таблицы: “Приспособленность организмов к различным средам жизни”

Среда Примеры
Организмы Приспособления
Водная    
Наземно-воздушная    
Почва    
Организмы как среда обитания    

4. Обобщение знаний, итоги урока, оценки.

Круговорот веществ в биосфере. Циркуляция биогенных элементов обычно сопровождается их химическими превращениями. Нитратный азот, например, может превращаться в белковый, затем переходить в мочевину, превращаться в аммиак и вновь синтезироваться в нитратную форму под влиянием микроорганизмов. В биохимическом цикле азота действуют различные механизмы, как биологические, так и химические. Рассмотрим биогеохимические циклы на примере азота и углерода.

<Изучение биогеохимических циклов с помощью динамических моделей>

5. Закрепление знаний (выходной контроль).

Тестирование по материалу урока.

1. Термин “биосфера” ввел ученый:

  1. В. Вернадский
  2. В. Докучаев
  3. Э. Зюсс

2. Биосфера по В.И. Вернадскому – это земная оболочка, которая включает в себя:

  1. живые организмы
  2. живые организмы и измененную ими среду обитания (кислород в атмосфере, горные породы органического происхождения и т.п.)
  3. атмосферу, гидросферу и литосферу

3. Нижний предел жизни на Земле (до глубины 3 км) ограничен:

  1. высокой температурой земных недр
  2. отсутствием кислорода
  3. плотностью среды

4. Верхний предел жизни на Земле (20 км) ограничен:

  1. температурными условиями
  2. жестким излучением ультрафиолетовых лучей
  3. плотностью среды

5. Совокупная биомасса Земли составляет примерно 2,4 * 1012 т (около 0,01 % массы всей биосферы):

  1. 97 % из этого количества занимают животные, 3 % – растения
  2. 97 % из этого количества занимают растения, 3 % – животные
  3. 97 % из этого количества занимают бактерии, 3 % – животные и растения

6. Перечислите, какие среды обитания живых организмов выделяют?

7. Высокой теплоемкостью обладает:

  1. вода
  2. почва
  3. воздух

8. Циркуляция химических элементов в биосфере называется:

  1. биохимическим циклом
  2. химическим круговоротом
  3. биогеохимическим циклом

9. В атмосфере азот содержится в виде:

  1. нитратов
  2. молекулярном и оксидов
  3. мочевины

10. Что является естественным источником углерода, используемого растениями для синтеза органического вещества?

  1. уголь
  2. углекислый газ в атмосфере
  3. углекислый газ в атмосфере и в растворенном состоянии в воде

6. Домашнее задание: составить схемы биогеохимических циклов воды и кислорода. Индивидуально: рассказать о биогеохимическом цикле фосфора.